Sistema de Mitigación de Ruidos producidos por SUBS

En este sentido, una iniciativa conjunta entre “BAE Systems, División Soluciones Submarinas y la Universidad de Sheffield, pretende lograr que los SSN de la Royal Navy clase “Astute”, de 7400 toneladas de desplazamiento, emitan menos ruido mientras deambulen por los océanos del mundo. BAE Systems se ha comprometido a financiar el proyecto aportando 2,5 millones de libras esterlinas durante los próximos cinco años para el proyecto, del cual se espera obtener los primeros resultados dentro de dos años.

”SSN CLASE ASTUTE” – ELIMINACION DE RUIDOS
Los avances producidos en las capacidades de los sonares, significa que los futuros submarinos tendrán que ser aún “silenciosos” si desean pasar inadvertidos y no ser detectados.

En este sentido, una iniciativa conjunta entre “BAE Systems, División Soluciones Submarinas y la Universidad de Sheffield, pretende lograr que los SSN de la Royal Navy clase “Astute”, de 7400 toneladas de desplazamiento, emitan menos ruido mientras deambulen por los océanos del mundo. BAE Systems se ha comprometido a financiar el proyecto aportando 2,5 millones de libras esterlinas durante los próximos cinco años para el proyecto, del cual se espera obtener los primeros resultados dentro de dos años. 

Ingenieros del “Centro de Investigación en Controles Activos” de la Universidad de Sheffield, creen que sus plataformas tecnológicas demostrarán cómo el ruido puede reducirse a todo lo largo del submarino, utilizando un método “híbrido”, mezcla de sistemas pasivos y activos, estos últimos controlados electrónicamente.
La parte pasiva del sistema, persigue reducir las vibraciones en el interior del casco del submarino aislando la maquinaria ( como lo es el generador diesel auxiliar) por medio de un gran bloque de caucho natural. En el resto del buque, el ruido sería minimizado mediante controles informatizados y “agitadores electrónicos”, dispositivos estos últimos que parecen robustos altavoces.

El equipo de investigación de la Univ. de Sheffield, cree que esta tecnología híbrida sustituirá a sistemas probados anteriormente para fortalecer las características stealth del submarino, como lo era el “Proyecto M Mount”.

Steve Daley, director del Centro de Sheffield que diseñó el Proyecto M, aclaró que este perseguía dar al submarino las características “stealth”, levitando magnéticamente la maquinaria en el interior del casco del submarino. Daley es uno de los desarrolladores de este sistema prototipo.

”Fue un gran éxito, pero también era muy costoso”, explicó Daley. “Y su modo de funcionamiento ante fallas no era muy eficaz, porque ante pérdidas de poder, el submarino perdía totalmente sus características “stealth”, pues ya no se podía continuar levitando maquinaria”.

Daley aclaró que, ante esta contingencia, el equipo de investigación imaginó una solución “híbrida”, con controles activos electrónicos y un componente pasivo, en este caso de caucho. "Si el sistema activo falla, aún le quedan al submarino sus “sistemas pasivos” de control de ruido”, manifestó Daley.

El ruido generado en el submarino, es atenuado utilizando “agitadores electrodinámicos”. En el corazón de cada uno de ellos, se encuentra un alambre enrollado para producir un determinado campo magnético radial. Cuando se pasa energía a través de esta “bobina”, se genera un “ruido” que neutraliza las ondas de sonido producida por los mecanismos que generan “ruidos detectables”.
La tecnología se basa en el principio de que, el sonido, es una onda de presión que consiste en una faz de compresión y otra de refracción El agitador electrodinámico genera una onda sonora con la misma amplitud y la polaridad opuesta (en antiface) para el sonido original. Las “ondas” se combinan para formar una nueva “onda sin ruido”, en un proceso denominado interferencia que efectivamente cancela un “ruido” mediante otro.

El equipo de Sheffield, no sólo se preocupó por la neutralización del ruido producido por el zumbido de maquinaria en el interior del casco del submarino, sino que también prestó especial atención a reducir el ruido generado fuera de la maquinaria. El ruido producido por determinadas partes del submarino, como la hélice, ha sido tradicionalmente difícil de controlar, porque es muy difícil montar sensores y actuadores sobre los mecanismos de las mismas. 

El equipo desarrolló una tecnología llamada “remota, de amortiguación selectiva”, orientada a reducir las vibraciones en puntos de difícil acceso, utilizando para ello controles remotos. El sistema de corrección, se aplica a las vibraciones resonantes de partes de la embarcación conectadas a la parte resonante.

"Es un gran desafío debido a que se está tratando de controlar los ruidos en puntos que no son de fácil acceso”, declaró Daley.

El sistema funciona mediante la aplicación de “momentos de fuerza” en zonas del submarino y la medición de la respuesta con un acelerómetro. “La señal proveniente del acelerómetro, se introduce a la computadora, que trabaja con un algoritmo de control que busca la forma de producir “los momentos de fuerza” que van a reducir al mínimo las vibraciones en puntos específicos en nuestra estructura”, declaró Daley. "El aspecto intelectual consiste en la forma en que se diseña el algoritmo de control”, agregó.

”Las vibraciones producidas en el resto del submarino, se medirán con sensores capaces de detectar la frecuencia de vibración de cada parte del mismo y alimentan la información en procesadores de señales digitales”, agregó Daley. El microprocesador trabaja luego con un algoritmo de control que persigue lograr las longitudes de onda necesarias para cancelar la vibración en los distintos puntos en el submarino.

Daley declaró que el Proyecto excedió actualmente la fase de pruebas de tecnología en el laboratorio, pues tuvo la oportunidad de probarlo “ a escala completa” en los submarinos retirados del servicio. El sistema podría estar listo para instalarlo en los actuales y futuros submarinos en un plazo de dos años.

"La idea es instalarlo no solo en los futuros SSN y SSBN, sino también adaptar los actuales para que utilicen esta nueva tecnología”, agregó Daley.
El Sistema remoto selectivo de amortiguación propuesto por la Universidad de Sheffield, tiene otras aplicaciones que exceden el campo de los submarinos. Daley aclaró que, por ejemplo, se podría utilizar esta tecnología para la medición y control de resonancia en la construcción de puentes selectivo de amortiguación para la construcción de puente o de resonancia y que su aplicación podría extenderse al campo de los helicópteros.

«La transmisión de vibraciones de las palas de un helicóptero, repercute en el árbol de las hélices, en el sistema de rodamientos y en el fuselaje del mismo" agregó. "No es tanto un problema de ruido, sino un problema de comodidad para los pasajeros y la tripulación, que se puede eliminar o reducir”.

Siobhan Wagner
”The Engineer Online”, Miércoles 4 de Junio 2008

http://www.theengineer.co.uk/Articles/306471/Astute's+quiet+confidence.htm